Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Хоникомб Р. -> "Пластическая деформация металлов" -> 175

Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.

Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов — М.: Мир, 1972. — 406 c.
Скачать (прямая ссылка): plasticdeformmetal1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 169 170 171 172 173 174 < 175 > 176 177 178 179 180 181 .. 191 >> Следующая

Предположив, что характер зависимости O1 от температуры аналогичен характеру температурной зависимости о[, получим
InG1 = InB- а7\ (15.20)
где В и а — постоянные.
С помощью формул (15.12) и (15.13) можно найти выражение для ¦температуры перехода
1п?-аГс = 1п {J^yL-Ic) —lud-1'2. (15.21)
380
Глава 15
Это выражение соответствует линейной зависимости T0 от In d~l'*\ именно такая зависимость была получена экспериментально Петчем (фиг. 15.9)/
Напряжение трения при данной температуре существенно увеличивается в результате различных видов обработки.
а) Вследствие увеличения концентрации твердого раствора внедрения ot увеличивается, например, для железа приблизительно на 4,7 кгс/мм2 при возрастании содержания углерода или азота в твердом растворе на 0,01%; при этом температура перехода значительно повышается. Такого эффекта
Ii 5 6 7 8 9
вО\-1-1--:—I---1-1---Г
Фиг. 15.9. Зависимость температуры перехода мягкой стали от размера зерен (Петч [1]).
следовало ожидать, учитывая значительное влияние содержания элементов, образующих твердые растворы внедрения, на начальное напряжение течения (гл. 6).
б) Напряжение Oi увеличивается в результате термического и деформационного старения. Образующиеся при этом тонкие выделения способствуют блокированию или торможению дислокаций.
в) Радиационное повреждение способствует существенному увеличению ог и повышепию температуры перехода [32]. Агрегаты точечных дефектов, порождаемые радиацией, оказывают влияние, аналогичное тонким выделениям.
г) Напряжение O1 зависит от скорости деформации: малые скорости деформации приводят к вязкому разрушению и снижению температуры перехода в результате возможности использования тепловой энергии для облегчения преодоления препятствий движущимися дислокациями.
Приведенный выше анализ ясно показывает, что действительная температура перехода для сталей, по всей вероятности, зависит от ряда взаимодействующих факторов.
§ 8. Практические аспекты проблемы хрупкого разрушения
В процессе разрушения потенциальная энергия, накопленная в виде энергии упругой деформации напряженного материала, частично расходуется на образование поверхностей разрушения и частично переходит в кинетическую энергию распространяющейся трещины. Используя модель Гриффита, можно показать, что скорость роста трещины v равна
^/?/?(1-^)1/2. (!5.221
Разрушен ие
381
где с0 — критический размер трещины, с — половина действительного размера трещины в данный момент, к — постоянная. Эта формула показывает, что скорость распространения трещины увеличивается с увеличением ее длины и достигает предельного значения при больших значениях с. Эта предельная скорость находится в интервале 0,4—0,5 скорости звука, т.е. процесс хрупкого разрушения может развиваться катастрофически быстро.
Явление хрупкого разрушения привлекло внимание широкого круга исследователей вследствие распространения цельносварных конструкций, таких, как суда и мосты, в которых сварной шов является непрерывным
Ф и г. 15.10. Хрупкое разрушение сварного танкера ІЗ].
путем для распространяющейся трещины; в других конструкциях эта трещина была бы остановлена в месте соединения между пластинами или балками. Однако случаи хрупкого разрушения стальных конструкций различного типа наблюдались начиная с середины девятнадцатого столетия, т. е. с момента начала использования стали для конструкционных целей.
Наиболее впечатляющие случаи разрушения связаны со многими цельносварными судами типа «Либерти», построенными в период второй мировой войны; при этом было зарегистрировано около 1500 случаев, включая несколько серьезных катастроф [3]. Девятнадцать судов развалились пополам совершенно неожиданно: одно из них такая катастрофа постигла па верфи в момент, когда были закопчены сдаточные испытания (фиг. 15.10). Проблема хрупкого разрушения была одной из самых серьезных металлургических проблем в период войны 1930—1945 гг. и. к сожалению, до сих пор далека от окончательного разрешения, так как хрупкое разрушение остается одной из причин нарушения сплошности металлических конструкций. Наряду с судами и другие важные конструкции, такие, как мосты, котлы высокого давления, газопроводы, шлюзы, емкости для храпения жидких газов при низких температурах,— все подвержены опасности такого разрушения, ¦часто катастрофического и неожиданного.
Общей чертой всех случаев разрушения является то, что они происходят в холодную погоду, однако во многих случаях была зарегистрирована температура не ниже 0е С. Описанные нарушения сплошности являются отражением характерного поведения мягкой стали в процессе лабораторных испытаний в интервале низких температур, когда наблюдается резкий пере-
382
Глава 15
ход от вязкого к хрупкому разрушению. Кроме того, ясно, что температуры перехода сталей могут изменяться в широком интервале в зависимости от большого числа взаимозависящих факторов, лишь одним из которых является размер зерен. В самом деле, при прочих равных условиях мелкозернистая сталь имеет более низкую температуру перехода, чем крупнозернистая сталь, и, таким образом, в большей степени гарантирована от хрупкого разрушения.
Предыдущая << 1 .. 169 170 171 172 173 174 < 175 > 176 177 178 179 180 181 .. 191 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed